gps定位系統(tǒng)論文gps定位系統(tǒng) 論文

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1、gps定位系統(tǒng)論文gps定位系統(tǒng)論文GPS/ODO列車組合定位系統(tǒng)摘要:闡述一種利用多傳感器融合技術(shù)來提高定位精度和可靠度的方法。將GPS定位技術(shù)引入到現(xiàn)有的基于里程計(jì)的列車定位方法中,降低里程計(jì)單獨(dú)定位時的誤差。分析了數(shù)據(jù)信息的同步問題并利用GPS接收機(jī)的秒脈沖信號實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的同步。當(dāng)GPS信號短暫失鎖時,采用里程計(jì)單獨(dú)定位,GPS信號一旦重獲就對里程計(jì)定位誤差進(jìn)行修正,從而提高列車定位系統(tǒng)的定位性能?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該列車定位系統(tǒng)能夠以一種簡單的方法提高列車定位系統(tǒng)的精度、可靠度和連續(xù)性?！　￡P(guān)鍵詞:融合定位系統(tǒng);卡爾曼濾波;里程計(jì);GPS定位系統(tǒng)　　Abst

2、ract:Anefficientmethodtoimprovethepositionaccuracyandreliabilitywiththemulti-sensorfusionpositiontechnologyiselaborated.Theglobalpositioningsystem(GPS)isintroducedintothetrainpositionmethodbasedonexistingodometer(ODO),whichcanreducethepositionerror.Theproblemofdatasynchronizationisan

3、alyzed.ThedatasynchronizationisrealizedwiththePPSsignalofGPSreceiver.WhenGPSsignalssufferfromblockageforashorttime,anodometerisusedseparatelytoposition.OnceGPSsignalsisregained,theerrorcausedbytheodometerpositioniscorrectedtoimprovethepositionperformanceofthetrainpositionsystem.Theexpe

4、rimentalresultsdemonstratethatthetrainpositionsystemcanimprovethetrainprecisionaccuracy,reliabilityandcontinuitywithasimplemethod.　　Keywords:integratedpositioningsystem;Kalmanfilter;odometer;globalpositionsystem　　0引言　　列車定位是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的重要組成部分,準(zhǔn)確、及時地獲取列車位置信息,是列車安全、有效運(yùn)行地保障。隨著列車技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的列車定位技

5、術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足如今的列車定位的需要。經(jīng)典的列車控制系統(tǒng)主要通過軌旁設(shè)備獲得列車位置和其他控制信息。然而,這種定位系統(tǒng)的缺點(diǎn)是后期維護(hù)工作量大、維護(hù)成本高,不支持線路的動態(tài)交通配置變化等[1]。傳感器融合技術(shù)采用多種傳感器的組合方式,利用不同傳感器的優(yōu)勢,取長補(bǔ)短,從而提高系統(tǒng)的自主性、可靠性和定位精度等,這也正是采用多傳感器融合方法實(shí)現(xiàn)列車定位的原因?！　∪蛐l(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)定位范圍廣、精度高,但是GPS也有其致命的弱點(diǎn),如動態(tài)性能差、容易發(fā)生信號遮擋和干擾等[2]。里程計(jì)列車定位系統(tǒng)(ODO)沒有數(shù)據(jù)冗余,不會增加數(shù)據(jù)處理及通信的額外負(fù)擔(dān),其缺點(diǎn)容易導(dǎo)致

6、累計(jì)誤差[3]:計(jì)數(shù)誤差(空轉(zhuǎn)、打滑、滑行、蠕滑);輪徑磨耗。對它們進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,構(gòu)成GPS/ODO列車組合定位系統(tǒng),充分發(fā)揮各定位子系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),得到高精度、高可靠性的列車定位系統(tǒng)?！　”疚闹欣谩爱?dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型Kalman濾波算法,將里程計(jì)和GPS組合,設(shè)計(jì)GPS/ODO組合定位系統(tǒng)。當(dāng)短時間內(nèi)接收不到GPS衛(wèi)星信號時,里程計(jì)單獨(dú)提供導(dǎo)航定位信息;當(dāng)GPS信號重新獲得后,GPS測量信息不斷校正里程計(jì)定位系統(tǒng),從而有效地減少里程計(jì)定位系統(tǒng)的積累誤差。同時對所設(shè)計(jì)的組合定位系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地測試,以驗(yàn)證該系統(tǒng)的有效性?！　?系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　1.1系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)　　GPS/ODO組

7、合定位系統(tǒng)可以分成五個部分,即主處理器模塊、定位模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、通信模塊以及參考定位系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示?！　D1GPS/ODO組合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖　　(1)主處理器模塊　　主處理器模塊選用AT91SAM9260核心板,MC9260核心板采用AT91SAM9260工業(yè)級ARM9處理器。主處理器模塊實(shí)現(xiàn)傳感器信息的同步、解算和數(shù)據(jù)融合處理?！　?2)定位模塊　　定位模塊包括GPS定位接收機(jī)、里程計(jì)。GPS定位接收機(jī)選用NovatelSuperStarⅡ接收機(jī)。該接收機(jī)可輸出可調(diào)的精度為50ns(典型值)的1PPS秒脈沖信號[4]。里程計(jì)選擇用了歐姆龍公司生產(chǎn)的